中歐合作科學(xué)衛(wèi)星“天關(guān)”(又稱“愛因斯坦探針”,,EP)最近取得了一項重要天文發(fā)現(xiàn),。其搭載的寬視場X射線望遠鏡(WXT,,“萬星瞳”)在銀河系鄰近的小麥哲倫云星系內(nèi),捕捉到來自一對罕見天體的短暫且高能量的X射線輻射事件,,并利用后隨X射線望遠鏡(FXT,,“風(fēng)行天”)進行定向觀測,獲取到該輻射源爆發(fā)期間更為詳細的X射線信息,。
中國科學(xué)院國家天文臺通報稱,,“天關(guān)”衛(wèi)星這一發(fā)現(xiàn)為探索大質(zhì)量恒星的相互作用與演化開辟了新途徑,,印證了該衛(wèi)星在捕捉宇宙中轉(zhuǎn)瞬即逝的新型X射線源方面具有獨特能力。相關(guān)研究成果作為歐洲空間局首篇基于“天關(guān)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)主導(dǎo)的論文,,在國際學(xué)術(shù)期刊《天體物理雜志快報》上發(fā)表,。
這對奇特的天體組合包含一顆質(zhì)量超過太陽10倍的熾熱大恒星和一顆質(zhì)量與太陽相當(dāng)?shù)闹旅馨装恰D壳翱茖W(xué)界僅發(fā)現(xiàn)少數(shù)此類系統(tǒng),,而此次是科學(xué)家首次能夠全程追蹤這種奇特雙星系統(tǒng)從X射線突然爆發(fā)到逐漸消退的全過程,。“萬星瞳”探測到該奇特天體的X射線輻射后,,科學(xué)家隨即調(diào)用了“天關(guān)”的“風(fēng)行天”進行定向觀測,。“萬星瞳”的發(fā)現(xiàn)同時觸發(fā)美國兩臺相關(guān)X射線望遠鏡對該天體進行觀測,;歐空局的XMM-牛頓望遠鏡也在觸發(fā)信號18天后實施后續(xù)觀測,。
西班牙空間科學(xué)研究所博士后歷西奧·馬里諾表示,他們在監(jiān)測X射線暫現(xiàn)源時,,偶然發(fā)現(xiàn)了小麥哲倫云中的這個新的X射線亮點,,只有“天關(guān)”衛(wèi)星能夠捕捉到。最初,,科學(xué)家們認為EP J0052可能是一個常見的X射線雙星系統(tǒng),,由一顆中子星吞噬其大質(zhì)量恒星伴星的物質(zhì)組成。然而,,進一步的數(shù)據(jù)分析揭示出一個不同的真相。通過分析不同波長范圍內(nèi)的X射線變化以及爆發(fā)物質(zhì)中存在的氮,、氧和氖等元素,,科學(xué)家們最終確認了這對罕見天體的真實身份。
這兩顆恒星緊密地相互環(huán)繞運行,,白矮星憑借其強大的引力場從其伴星那里不斷拉扯物質(zhì),。隨著越來越多的物質(zhì)(主要是氫)不斷落在白矮星這個緊湊的天體上,其強大的引力將這些物質(zhì)不斷壓縮,,直至引發(fā)一場失控的核爆炸,。這一過程產(chǎn)生一道極為明亮的閃光,其波長范圍涵蓋了從可見光到紫外線以及X射線的廣泛區(qū)域,。
不過,,“天關(guān)”衛(wèi)星最新這一發(fā)現(xiàn)也令人費解:Be型大質(zhì)量恒星通常會迅速耗盡其核燃料儲備,其生命歷程短暫而激烈,,大約僅持續(xù)2000萬年,。而它的伴星通常是類似太陽的恒星的坍縮遺跡,如果單獨存在,,其壽命可達數(shù)十億年,??茖W(xué)家們?yōu)榇伺μ剿饕詫で笠粋€合理的解釋。他們認為,,這對雙星最初是一對匹配度較高的雙星系統(tǒng),,由兩顆質(zhì)量較大的恒星組成,其質(zhì)量分別約為太陽的6倍和8倍,。質(zhì)量更大的恒星更早耗盡了其核燃料并開始膨脹,,向其伴星拋射物質(zhì)。最終,,伴星的質(zhì)量增長至太陽的12倍,,而另一顆恒星的核心則坍縮為一顆質(zhì)量略超太陽的白矮星。如今,,白矮星開始從Be星的外層吸取并吞噬物質(zhì),。
歐空局的研究員兼X射線天文學(xué)家阿什利·克瑞姆斯評論道,這項研究揭示了恒星演化中一個極為罕見的階段,,這是兩顆恒星之間復(fù)雜物質(zhì)交換的結(jié)果,。觀察到一對相互作用的大質(zhì)量恒星能夠產(chǎn)生如此引人入勝的結(jié)果,令人著迷,。歐空局的XMM-牛頓任務(wù)在“天關(guān)”首次觀測到EP J0052的18天后對該方向進行后續(xù)觀測,,但未能再次探測到信號,表明此次耀發(fā)的持續(xù)時間相對較短,。
“天關(guān)”衛(wèi)星由中國科學(xué)院主導(dǎo),,歐空局、德國馬普地外物理研究所和法國航天局以國際合作形式參與衛(wèi)星研制,。此外,,“天關(guān)”衛(wèi)星在數(shù)據(jù)共享和科學(xué)管理上組建了一支300多人的國際聯(lián)合科學(xué)團隊,成員來自10多個國家的300余位科學(xué)家,,為“天關(guān)”的科學(xué)成果產(chǎn)出提供強大和廣泛的國際力量,。
近年來,中國在空間科學(xué)領(lǐng)域取得顯著進展,,但在國際合作方面仍面臨諸多挑戰(zhàn),。在這樣的國際背景下,“天關(guān)”衛(wèi)星的成功國際合作顯得尤為不易和珍貴,?!疤礻P(guān)”衛(wèi)星首席科學(xué)家袁為民研究員表示,EP J0052新天體的成功探測也是“天關(guān)”衛(wèi)星成功國際合作的體現(xiàn),。歐空局“天關(guān)”衛(wèi)星項目科學(xué)家埃里克·庫爾克斯指出,,這一發(fā)現(xiàn)充分展示出“天關(guān)”衛(wèi)星變革性的探測能力。
記者從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉,,我國首顆大視場X射線天文衛(wèi)星——“天關(guān)”衛(wèi)星研究取得新進展,,捕捉到罕見的X射線雙星系統(tǒng)。
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